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基于嵌入式Linux的DSRC通信协议设计与实现
作 者: 裴子成
导 师: 王建新
学 校: 南京理工大学
专 业: 电路与系统
关键词: 电子不停车收费 专用短程通信协议 数据链路层 高级数据链路控制 嵌入式系统 现场可编程门阵列
分类号: TN915.04
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 27次
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内容摘要
电子不停车收费(ETC)技术作为新一代的智能交通系统(ITS)中的一项关键技术,正在得到越来越广泛的应用。专用短程通信(DSRC)协议是专门应用于ETC中的一种专用无线通信协议。《电子收费专用短程通信》系列标准是ETC系统中路边单元(RSU)与车载单元(OBU)之间进行通信协议的国家标准,这一标准的制定使得不同厂商独立开发OBU或RSU设备成为可能。本文研究分析了DSRC协议的层次结构,将DSRC与OSI参考模型做了对比,重点对数据链路层的内容进行了分析。在此基础上,结合嵌入式Linux系统的特点,在利用操作系统提供的机制和组件的基础上考虑DSRC的具体要求提出了一套完整的DSRC实现方案。本文在选用合适的硬件平台的基础上采用C语言方式实现了数据链路层软件,详细描述了软件中的内存管理、定时器管理、帧处理等子模块的功能和原理。采用流水线设计方式设计了HDLC通信模块并使用FPGA实现,详细描述了帧接收与帧发送模块的内部结构及原理。此外,本文还研究了抽象语法标记语言(ASN.1)的原理和应用方式,实现了应用层中对数据进行分段和并段操作的功能。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-5 目录 5-7 1 绪论 7-15 1.1 论文的研究背景 7 1.2 ETC系统介绍 7-10 1.2.1 ETC系统简介及核心技术介绍 7-10 1.3 DSRC通信协议介绍 10-13 1.3.1 国内外研究及应用现状介绍 10-12 1.3.2 DSRC通信协议简介 12 1.3.3 DSRC通信协议结构介绍 12-13 1.4 主要研究工作及论文结构 13-15 2 DSRC协议栈标准 15-25 2.1 国家标准概述 15-16 2.2 物理层 16 2.3 数据链路层 16-17 2.4 应用层 17-21 2.6 DSRC协议栈与OSI参考模型对比 21-24 2.6.1 协议与层次划分 21-22 2.6.2 透明的概念 22 2.6.3 对等实体和PDU 22-23 2.6.4 服务原语 23-24 2.7 本章小结 24-25 3 DSRC协议栈软件设计与实现 25-47 3.1 DSRC设计方案介绍 25-30 3.1.1 实验平台的选择 25-28 3.1.2 RSU软硬件的架构分析与设计 28-30 3.2 LINUX平台开发的基本问题和机制 30-34 3.2.1 设备驱动程序机制 30-32 3.2.2 定时和中断机制 32-34 3.3 数据链路层软件设计与实现 34-46 3.3.1 内存管理 34-36 3.3.2 定时器管理 36-38 3.3.3 帧处理用到的数据结构 38-42 3.3.4 帧接收流程设计与实现 42-44 3.3.5 帧发送流程设计与实现 44-46 3.4 本章小结 46-47 4 HDLC模块的FPGA实现 47-63 4.1 FPGA设计的基本问题 47-48 4.1.1 流水线原理 47 4.1.2 状态机工作原理以及分类 47-48 4.2 HDLC协议的介绍和分析 48-49 4.3 HDLC的结构和模块 49-61 4.3.1 HDLC的总体结构 49-51 4.3.2 HDLC发送模块设计与实现 51-56 4.3.3 HDLC接收模块设计与实现 56-61 4.4 本章小结 61-63 4.4.1 仿真结果 61-62 4.4.2 小结 62-63 5 应用层研究 63-68 5.1 ASN.1抽象语法标记语言 63-64 5.2 ASN.1编译器及编解码过程 64-66 5.3 分并段操作的实现 66-67 5.4 本章小结 67-68 6 总结与展望 68-69 6.1 总结 68 6.2 展望 68-69 致谢 69-70 参考文献 70-71
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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